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松下將于2018年度投產使用新型軟磁材料“NANOMET”作定子的高效白家電用電機。此次試制的是定子直徑約70mm的小型電機，比采用普通電磁鋼板的鐵損削減了約70%(圖1)。
對定子直徑為125mm、額定輸出功率為40W的白家電用電機采用NANOMET時的鐵損和效率進行估算得出的結果是，幾乎可以實現相同的損失削減效果。
兼顧高磁導率和高飽和磁通密度
圖1：鐵損可削減約70％
松下用東北大學開發的新磁性材料“NANOMET”作定子，試制了高效率電機(a)。與采用普通電磁鋼板時相比，鐵損削減了約70%(b)。由此將電機效率提高了6個百分點。并依此結果估算了直徑125mm、額定輸出功率40W的家電用電機應用NANOMET時的鐵損和效率，得出的結果是有望實現同樣的損失削減效果。
NANOMET是由日本東北大學金屬材料研究所教授牧野彰宏等人的研發小組開發的。之所以能削減鐵損，是因為其可以兼有高磁導率和高飽和磁通密度。NANOMET的飽和磁通密度為1.8～1.9T，與電磁鋼板(硅鋼)不相上下，而且可實現比電磁鋼板高出一位數以上的磁導率(圖2)。
圖2：通過制成納米結晶，可兼顧高飽和磁通密度和高磁導率
NANOMET是將鐵濃度高的FeSiBPCu類合金熔化，以“驟冷法”使之形成非晶狀態，再加熱至400℃左右制成的。由合金中所含的磷和銅的作用，在非晶狀態下會出現粒徑數nm的鐵“芽”。加熱處理會使這種鐵芽形成納米結晶(a)，結果就可兼顧高飽和磁通密度和高磁導率(b)。目前已經可以制造寬120mm的NANOMET(c)。(圖(a)和(b)由《日經電子》根據東北大學的資料制作)
之所以能夠兼顧高磁導率和高飽和磁通密度，是因為發現了可使鐵(Fe)的濃度達到90%以上的非晶合金組成，并進而使鐵成了納米粒子。具體是通過以下步驟實現納米結晶：首先，將鐵濃度較高的FeSiBPCu類合金在超過其熔點的約1200℃高溫下熔解。接著將其以“液體驟冷法”冷卻，形成非晶狀態。實際上就是將FeSiBPCu類合金在真空中熔解，并向高速旋轉的銅輥噴射。以銅輥來冷卻，形成厚度為20μ～30μm的薄帶狀非晶合金。
此時，因合金中含有的磷和銅的作用，會有粒徑在3nm以下的鐵“芽”出現。這種狀態稱為“異質非晶”(Hetero Amorphous)。在異質非晶狀態下加工成想要的形狀，然后實施400℃左右的加熱處理，使之形成納米結晶。
NANOMET不含昂貴金屬，因此估計量產時的成本可以控制在與以往材料差不多的水平。
還能以卷狀提供
異質非晶狀態的FeSiBPCu類合金最初只能制成幾mm寬的薄帶。之后逐漸擴展到了50mm、80mm，2014年6月增加到了120mm寬，實用化有了可能。并通過改變制造條件等，即便寬度達到120mm，矯頑力和飽和磁通密度等磁特性也不會劣化。
通過擴大NANOMET的寬度，除了電機用途外，還可以用于電線桿等安裝的大型變壓器和家電用電抗器。實際上，東北大學已經利用NANOMET試制了變壓器和電抗器(圖3)。今后準備擴大適用制品的范圍，將導入可制作約170mm寬卷狀材料的裝置。
圖3：還將開拓電機以外的用途
NANOMET除了電機的定子外，還可用于輸電線的桿上變壓器以及白家電用電抗器的核心材料。已經完成試制。
松下還準備將其適用于個人電腦和智能手機等數字家電用電感器。在這些用途將提供FeSiBPCu類合金的異質非晶磁粉，而不是NANOMET注1)。
注1)利用“霧化法”制作熔解的材料。
松下以外的企業也對NANOMET給予了高度關注。牧野表示，將與五大企業合作，在2015年內成立制造NANOMET和異質非晶磁粉的風險公司。
